question sur les trous noirs

[inviteca0aee8d]

D'abord bonjour a tous
voila j'ai 14 ans et je suis passionné par l'espace la science et les trucs comme sa.
bon voila:
si un trou noir était un trou noir et que par sa force de gravitation aucune information pourrait en sortir à cause d'une courbure tro importante alors comment se fait il qu'il puisse encore attirer des astres alentours si aucune information peu voyager entre eux ( ou alors que dans un sens ) il serai alors impossible que des particules tel ke les gravitons ou les ondes gravitationnelles existent ?
merci d'avance pour la réponse
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[invitea29d1598]

salut,

la description selon laquelle rien ne peut sortir d'un trou noir est une description dans laquelle aucun effet quantique n'est pris en compte. Or, le graviton est une prédiction d'une théorie quantique de la gravitation, cadre dans lequel des particules peuvent sortir du trou noir (par effet Hawking). La réponse précise est plus complexe que ça car elle fait intervenir la notion de particule virtuelle, mais le principe est dans ce que je viens d'écrire : ces affirmations ne proviennent pas de la même modélisation théorique.

Pour ce qui est des ondes gravitationnelles, elles n'ont rien à voir avec la physique quantique, mais un trou noir n'en émettra que s'il n'est pas dans un état stationnaire. Or, s'il ne l'est pas, il perd de l'énergie et donc d'une certaine façon "quelque chose".

ces réponses sont très grossières, mais le principal à retenir c'est qu'il n'y a pas de paradoxe ici si on se place bien de manière consistante dans un cadre théorique précis.

[inviteca0aee8d]

merci beaucoup j'ai eu la réponse à ma question

[invitec3f4db3a]

je trouve toutefois la question interressante dans le principe .

On ne peut pas imaginer une sorte de trou noir qui ne pourrais pas non plus transmettre l'interaction gravitationnelle ? Au final , on ne pourrais pas vraiment interargire avec , mais ca ferait quelque chose de trés lourd , trés noir , et completement indetectable , une sorte de candidat pour la masse manquante ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea29d1598]

je trouve toutefois la question interressante dans le principe .

jamais dit le contraire

une sorte de candidat pour la masse manquante ?

euh, tu crois pas que si on sait que de la masse "manque", c'est parce qu'on observe son effet... donc...

[invitec3f4db3a]

Oui en effet .

Je m'approprie un peu le thread pour une question .
Si on considére une matiére "exotique" qui serait repulsive pour la gravité et imaginons qu'elle n'emettent pas de rayonement de tel sorte qu'elle soit indetectable directement mais qu'elle est un effet gravitationnelle important . Ce type de matiére pourrait être la masse manquante ?

[invite88ef51f0]

Salut,
Pourquoi "répulsive" ? Le problème de la masse manquante, c'est justement que si on fait les comptes de la matière qu'on connaît et qu'on compare à la masse qu'il y a dans l'Univers, on voit qu'il nous en manque... Si tu mets de la masse "répulsive", tu empires le problème.

[invitec3f4db3a]

bon je vais me coucher , je suis jamais en bon état apres mes DS , mais la ca devient grave

[inviteaeb6c364]

D'abord bonjour a tous
voila j'ai 14 ans et je suis passionné par l'espace la science et les trucs comme sa.
bon voila:
si un trou noir était un trou noir et que par sa force de gravitation aucune information pourrait en sortir à cause d'une courbure tro importante alors comment se fait il qu'il puisse encore attirer des astres alentours si aucune information peu voyager entre eux ( ou alors que dans un sens ) il serai alors impossible que des particules tel ke les gravitons ou les ondes gravitationnelles existent ?
merci d'avance pour la réponse

Bonjour mon ami.
Déjà, ayons une notion claire de ce qu'est un trou noir : c'est un astre (et non pas un vide) d'apparence noir.
Pourquoi est-il noir ? La physique nous apprend que tous les objets s'attirent du moment qu'ils ont une masse. Cette attraction est appelée force gravitationnelle, mise en évidence par Newton lorsque la pomme lui est tombé sur la tête. Il n'y a pas besoin d'avoir des échanges d'information pour que cette force aie lieu. Maintenant pourquoi le trou noir est noir ?

On voit la lune car elle réflète la lumière qui provient du soleil. Dans le cas des trous noirs, la force de gravitation est tellement importante (à cause de l'extrême densité massique des trous noirs : 1 mètre cube de trou noir pèse plusieurs centaines de milliard de tonnes) que même la lumière est piégée dans le trou noir. La lumière est elle-même de la matière à base de photons. Pas de lumière réflètée, donc le trou noir "se cache" et il apparaît noir comme les choses sont noires quand on éteind la lumière dans une chambre.

Alors comme ça sera bientôt l'heure de dormir pour moi, je te dis bonne nuit ...

[mtheory]

(à cause de l'extrême densité massique des trous noirs : 1 mètre cube de trou noir pèse plusieurs centaines de milliard de tonnes)

NON!

[invitec3f4db3a]

je suis fatiguer mais je vais pinaillé :
a priori les photons ont une masse nul , ce n'est donc pas l'attraction gravitationnelle newtonienne qui permet d'expliquer pour un trou noir est noir .

Maintenant le principe d'equivalence entre la masse inertiel et la masse gravitationnelle nous apporte que la vitesse de chute de deux objet de masse differents ne dépant pas de leur masse . Elle se simplifie grace au principe fondamental , ce qui donne une jolie division par 0 avec les photons !

Maintenant je suis fatiguer , je dis peut etre une bêtise !

[invitea46d7942]

Maintenant le principe d'equivalence entre la masse inertiel et la masse gravitationnelle nous apporte que la vitesse de chute de deux objet de masse differents ne dépant pas de leur masse . Elle se simplifie grace au principe fondamental , ce qui donne une jolie division par 0 avec les photons !

Maintenant je suis fatiguer , je dis peut etre une bêtise !

Ba non! Si la vitesse ne dépend pas de la masse, la masse nulle du photon n'intervient pas dans l'expression, donc il n'y a pas de divison par 0.

vlib=(2GM/R)^1/2
Dans le cas d'un trou noir, M étant tres grand, et R petit, on s'aperçoit que la vitesse de liberation d'un trou noir est superieur à c, et donc que la lumiere ne peut en sortir. La théorie de Newton suffit donc à predire que le trou noir est noir.

[inviteca0aee8d]

Il n'y a pas besoin d'avoir des échanges d'information pour que cette force aie lieu.

c'est cette phrase qui me pose problème voila:
si un trou noir n'a pas besoin d'emmetre de l'information pour attirer un corps.Pour le corps quelle serait la différence entre un trou noir ou pas de trou noir il pourrait alors il y avoir des trous noir partout et plus on s'éloigne de l'objet moin la force de gravitation est forte donc ceci fait penser a de l'information émmise. Et comment se fait-il alors que le corps "attiré" soit déplacé? il faut lui appliquer cette énergie pour le mettre en mouvement et donc il faut bien qu'il y ait une perte d'énergie en rapport avec ce trou noir pour que cet astre soit mis en mouvement donc il faut bien que le trou noir émette quelquechose ( heureusement il y a Stephen Hawking ).

[invite3f53d719]

Dans le cas d'un trou noir, M étant tres grand, et R petit, on s'aperçoit que la vitesse de liberation d'un trou noir est superieur à c, et donc que la lumiere ne peut en sortir. La théorie de Newton suffit donc à predire que le trou noir est noir.

Bah non! La théorie de Newton permet en effet de calculer le rayon limite (dit rayon de Schwarschild) à partir duquel la vitesse de libération devient celle de la lumière. Mais vu que la masse du photon est nulle, d'après Newton, le photon n'est PAS influencé par la gravitation, et donc cette vitesse de libération ne le concerne pas!

Eric

[invitec3f4db3a]

Ba non! Si la vitesse ne dépend pas de la masse, la masse nulle du photon n'intervient pas dans l'expression, donc il n'y a pas de divison par 0.

vlib=(2GM/R)^1/2
Dans le cas d'un trou noir, M étant tres grand, et R petit, on s'aperçoit que la vitesse de liberation d'un trou noir est superieur à c, et donc que la lumiere ne peut en sortir. La théorie de Newton suffit donc à predire que le trou noir est noir.

On peut l'intuité , mais rigoureusement il me semble que c'est faut puisque avec la formule de la gravitation dans un pfd on a
G*Mm/r² = ma
les m se simplifie ssi m<>0 or dans le cas précis m=0 .
On peut se douter qu'une particule de masse nul va être influencé , et les physiciens l'ont effectivement predit , mais je ne suis pas sur que c'est rigoureusement vrai , au sens mathématique . Maintenant , je me trompe peut etre .

[invitec3f4db3a]

c'est cette phrase qui me pose problème voila:
si un trou noir n'a pas besoin d'emmetre de l'information pour attirer un corps.Pour le corps quelle serait la différence entre un trou noir ou pas de trou noir il pourrait alors il y avoir des trous noir partout et plus on s'éloigne de l'objet moin la force de gravitation est forte donc ceci fait penser a de l'information émmise. Et comment se fait-il alors que le corps "attiré" soit déplacé? il faut lui appliquer cette énergie pour le mettre en mouvement et donc il faut bien qu'il y ait une perte d'énergie en rapport avec ce trou noir pour que cet astre soit mis en mouvement donc il faut bien que le trou noir émette quelquechose ( heureusement il y a Stephen Hawking ).

Tout dépant de ce que tu appelles emettres . Le TN dans la RG n'emet rien , il déforme l'espace temps . C'est cette déformation en elle même qui transmet l'information . On peut donc considérer que le TN emet des ondes gravitationnelles .

[invitea29d1598]

On peut donc considérer que le TN emet des ondes gravitationnelles .

non

relis ce que j'ai écrit dans la première réponse... le seul truc qu'on peut dire c'est que l'existence de la masse au centre du trou noir déforme l'espace-temps, laquelle déformation est ressentie par les gens qui passent à côté. Mais pas de "transfert" d'information dans cette description de la théorie.

par ailleurs, la lumière n'est pas influencée par la gravitation... elle va tout droit. C'est juste que l'espace-temps est tordu et que "tout droit" nous sembles "un peu de travers".

Donc pas de paradoxe avec le m=0... la gravitation n'est pas une force (c'est une pseudo-force d'inertie) : on ne la sent que quand on cherche à ne pas aller "tout droit" (ce "tout droit" étant "le long d'une géodésique", laquelle peut être tordue). La lumière (et quiconque est en chute libre) va tout droit et ne ressent aucune "force de gravitation".

[inviteae0da2b9]

1 mètre cube de trou noir pèse plusieurs centaines de milliard de tonnes

Le trou noir a le volume d'un point donc sa densité est infini
Je pense que tu veux parler de la zone qui se trouve entre le trou noir et l'horizon d'un trou noir

[inviteca0aee8d]

si j'ai bien compris la gravitation est une force qui existe que si on s'oppose à elle,que si on applique une force contraire. Alors dans ce cas qu'est-ce qui nous déplace vers un corps massif ? quelle est la force qui nous permet d'accelerer aux alentour d'un corps ? d'ou vient elle ?

[invitec3f4db3a]

non

relis ce que j'ai écrit dans la première réponse... le seul truc qu'on peut dire c'est que l'existence de la masse au centre du trou noir déforme l'espace-temps, laquelle déformation est ressentie par les gens qui passent à côté. Mais pas de "transfert" d'information dans cette description de la théorie.

par ailleurs, la lumière n'est pas influencée par la gravitation... elle va tout droit. C'est juste que l'espace-temps est tordu et que "tout droit" nous sembles "un peu de travers".

Donc pas de paradoxe avec le m=0... la gravitation n'est pas une force (c'est une pseudo-force d'inertie) : on ne la sent que quand on cherche à ne pas aller "tout droit" (ce "tout droit" étant "le long d'une géodésique", laquelle peut être tordue). La lumière (et quiconque est en chute libre) va tout droit et ne ressent aucune "force de gravitation".

Cette deformation transporte justement l'information que le TN est a cette endroit . L'information n'est certe pas transporter par des ondes gravitationelles , mais une modification de la structure de l'espace temps , lors de la création d'un TN , crée une onde gravitationelle qui va propager l'information non ?

[invitea46d7942]

On peut l'intuité , mais rigoureusement il me semble que c'est faut puisque avec la formule de la gravitation dans un pfd on a
G*Mm/r² = ma
les m se simplifie ssi m<>0 or dans le cas précis m=0 .
On peut se douter qu'une particule de masse nul va être influencé , et les physiciens l'ont effectivement predit , mais je ne suis pas sur que c'est rigoureusement vrai , au sens mathématique . Maintenant , je me trompe peut etre .

Oui, je vois ce que tu veux dire:

G*Mm/r² = ma
<=>a=G*M/r² *m/m.

A partir de la, je ne sais pas si on a le droit de simplifier m sans tenir compte de sa valeur. J'ai une prof de méca qui nous avait dit qu'une division par 0 était possible si le numérateur était lui meme 0, mais je ne sais pas si c'est bien rigoureux mathématiquement (si quelqu'un pouvait me répondre??). En tout cas, je pense que physiquement, ça ne doit pas poser de probleme. D'ailleurs les trous noirs avaient été prédit bien avant la relativité par Laplace.Cependant, je ne sais pas comment avait il envisager la nature de la lumiere, je ne sais pas s'il la considerait comme un objet materiel de masse nul.

[invitea46d7942]

Bah non! La théorie de Newton permet en effet de calculer le rayon limite (dit rayon de Schwarschild) à partir duquel la vitesse de libération devient celle de la lumière. Mais vu que la masse du photon est nulle, d'après Newton, le photon n'est PAS influencé par la gravitation, et donc cette vitesse de libération ne le concerne pas!

Eric

Oui d'accord!! J'avais effectivement tort! Je n'avais pas vu ton message, qui du coup, répond au précédent. Merci de remettre de l'ordre dans mes idées.

[invitea29d1598]

mais une modification de la structure de l'espace temps , lors de la création d'un TN , crée une onde gravitationelle qui va propager l'information non ?

bah oui et non : un trou noir peut naître en passant inaperçu. Si l'étoile qui lui donne naissance s'effondre de manière sphérique, pas d'ondes émises. Dans ce cas, la courbure ne change pas et d'une certaine façon, "l'information" était déjà là sous forme de courbure et il n'y a aucun transfert.

Alors dans ce cas qu'est-ce qui nous déplace vers un corps massif ? quelle est la force qui nous permet d'accelerer aux alentour d'un corps ? d'ou vient elle ?

la gravitation ne t'accélère pas : quand tu es en chute libre, tu ne sens pas d'accélération. Cherche le fil "que mesure un accéléromètre" pour plus de détails.

[invite206125c6]

la gravitation ne t'accélère pas : quand tu es en chute libre, tu ne sens pas d'accélération

Bonjour à tous

Dans un espace newtonien

somme des F = ma
P=mg

Si P unique force mg=ma

g=acceleration gravitationelle

Qu'en pensez vous?

[BioBen]

Qu'en pensez vous?

Mais depuis Einstein est passé par là
La force de gravitation est depuis considérée comme une pseudo-force qui n'apparait que quand tu n'es pas dans un referentiel en chute libre.
Voir le fil que rincevent indique.

[invitea29d1598]

plus précisément :

- le fil est là :
http://forums.futura-sciences.com/thread23488.html

- le changement de point de vue est qu'avant on disait que l'on ressent la force de gravitation en étant dans un référentiel inertiel (où F=ma est valable) alors que depuis Einstein on dit que l'on est dans un référentiel inertiel quand on est en chute libre et non quand on est sagement posé sur le sol. Ce qui se justifie d'ailleurs par l'étude de l'accéléromètre (cf le fil indiqué en lien)

Note pour les élèves et étudiants: en cours et dans vos exos, n'utilisez surtout pas ce point de vue. Dans la mécanique classique telle qu'elle vous est enseignée et telle que vous devez l'appliquer, la force de gravitation est une "vraie" force.

[inviteca0aee8d]

je reformule ma question :
si je m'approche d'un corps je ressens une attraction vers ce corps. d'ou vient cette attraction ? à quoi est-elle due ? quelles sont les raisons qui font qu'il y ait une attraction ? car jusqu'a maintenant nous avons parler des conséquences de la gravitation et non les causes de celle-ci

[invitec3f4db3a]

Justement , si , les causes de la gravitations sont la déformation de l'espace temps . Rincevent a tenter de nous expliquer ( non sans peine , pour que nous comprenions ) que nous suivons des géodesique ( ligne d'espace temps ) qui correspondent a la trajectoire "la plus courte" . Ces trajectoire ne sont pas droite , mais courbé par la gravitation .

[invite09c180f9]

En effet, ça a été évoqué ; donc comme il a déjà été dit, un objet massif déforme la structure de l'espace-temps en la courbant. Ainsi, prenons par exemple le cas d'un photon, celui-ci passant à proximité d'un astre se verra affecté d'une nouvelle direction de propagation. Cela est dû au fait qu'il suit la géodésique (chemin le plus court entre 2 points qui est donc la ligne droite en géométrie euclidienne (espace plat) mais qu'y n'est plus le cas en espace courbe, ou géométrie dite riemanienne) de l'espace-temps.
Ces effet expliquent par exemple les effets de lentilles gravitationnelles...